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Tipo do documento: Dissertação
Título: Dinâmica de sólitons vetoriais em condensados de Bose-Einstein com interação spin-órbita
Título(s) alternativo(s): Dynamics of vector solitons in condensates of Bose-Einstein with spin-orbit interaction
Autor: FLORIAN, Cesar Antonio Ibañez 
Primeiro orientador: CASTRO, Luis Rafael Benito
Primeiro coorientador: MEZA, Luis Enrique Arroyo
Primeiro membro da banca: HOTT, Marcelo Batista
Segundo membro da banca: SILVA, Edilberto Oliveira
Terceiro membro da banca: MEZA, Luis Arroyo
Quarto membro da banca: CASTRO, Luis Rafael Benito
Resumo: Na atualidade, a realização experimental de um condensado de Bose-Einstein (BEC, do inglês Bose-Einstein condensate) de átomos com interação spin-órbita (SOC, do inglês spin-orbit coupling) despertou um novo interesse em estudar as intrigantes e interessantes propriedades do sistema. Por exemplo, um BEC de átomos de 87Rb (com estado hiperfino atômico f = 1) armadilhado em forma de charuto (quase-unidimensional), pode ser submetido a um campo magnético externo, o que provoca o efeito Zeeman sobre os estados de seus átomos constituintes. Depois, através de um arranjo de laser, tipo Raman, e para una determina frequência dos lasers, é possível induzir uma transição entre os subníveis mf = -1 e mf = 0, levando assim à interação spin-órbita entre os subníveis hiperfinos, e a uma mistura dos estados para cada subnível. Nesta dissertação, estudamos diversas dinâmicas do vetor sóliton brilhante-brilhante em (1 + 1) dimensões do espaço-tempo que são criadas em um BEC de átomos de dois estados internos com e sem acoplamento spin-órbita, governadas por duas equações de Gross-Pitaevskii acopladas. Para resolver as equações acopladas, empregamos o método variacional comunmente usado para esta classe de sistemas. Em ambos os casos, com e sem acoplamento spin-órbita, apresentamos soluções analíticas exatas que resolvem as equações de movimento com diferentes potenciais polinomiais. A partir das soluções analíticas, estudamos a precessão do vetor pseudo-spin S = 1= 2 do sistema, o desbalanço do pseudo-spin S do sóliton, a diferença de fase entre as componentes do sóliton (dinâmica interna do sóliton), o movimento do centro de massa e a evolução do momento linear do sistema (dinâmica externa do sóliton). Mostramos explicitamente a inuência do potencial externo na precessão do pseudo-spin do sistema. Por último, estudamos numericamente as condições de estabilidade das soluções solitônicas brilhante-brilhante sob pequenas perturbações em sua condição inicial.
Abstract: Nowadays, the experimental realization of a Bose-Einstein condensate (BEC) of atoms with spin-orbit interaction (SOC) has aroused a new interest in studying the intriguing and interesting properties of the system. For example, a BEC of 87Rb atoms (with atomic hyper ne state f = 1) trapped in cigar form (quasi-one-dimensional) can be subjected to an external magnetic eld, which causes the Zeeman e ect on the states of its constituent atoms. Then, through of an arrangement of Raman-type laser and a certain frequency of the lasers, it is possible to induce a transition between the sub-levels mf = 􀀀1 and mf = 0, thus leading to spin-orbita coupling, between the hyper ne sub-levels, and a mixture of states for each sub-level. In this dissertation, we study several dynamics of the bright-bright vector soliton, in (1 + 1) space-time dimensions, which are created in a BEC of two internal state atoms, with and without spin-orbit coupling, governed by two equations of Gross-Pitaevskii coupled. To solve the coupled equations, we employed the variational approximation, being used recently for this type of system. In both cases, with and without spin-orbit coupling, we present exact analytical solutions, which solve the equations of motion with di erent polynomial potentials. From the analytical solutions, we study the precession of the system pseudo-spin vector S = 1=2, the unbalance of the pseudo-spin Sz of the soliton, the phase di erence between the soliton components (internal dynamics of soliton), in addition, we also study the movement of the center of mass of the system, and the evolution of the linear momentum of the system (external dynamics of the soliton). We explicitly show the in uence of external potential on the pseudo-spin precission of the system. Finally, we study numerically the stability conditions of the bright-bright soliton solutions, obtained in this work, under small disturbances in their initial condition.
Palavras-chave: Condensado de Bose-Einstein (BEC)
Potenciais de armadilhamento
Interação spin-órbita (SOC)
Sóliton
Bose Einstein condensate (BEC)
Potential trap
spin-orbit interaction (SOC)
soliton
Área(s) do CNPq: Física
Dinâmica dos Fluidos
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCET
Citação: FLORIAN, Cesar Antonio Ibañez. Dinâmica de sólitons vetoriais em condensados de Bose-Einstein com interação spin-órbita. 2019. 76 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Física/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2879
Data de defesa: 8-Mar-2019
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISICA

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